专利名称：矿山采石机控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采石设备的控制系统，特别是涉及一种矿山采石机控制系统。
背景技术：
近年来，随着金刚石园盘锯切石板材技术的成熟，一种在石材矿山上锯切荒料的园盘锯采石机械运用而生，这种机械的应用改变了传统的石材开采方法，开采不用爆破，不用人工打楔，方料外形整洁，尺寸精确，石材的整体质量大大提高；减少了烟雾粉尘及石渣对环境的污染，节约了大量的矿产资源。但是，园盘锯采石机械自动化水平低、工人劳动强度大，开采生产安全缺乏保障。因此，提高石材开采机械的自动化水平，节能环保实现“绿色建材”具有显著的社会及经济效益。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种矿山采石机控制系统，可实现矿山采石机的自动控制。为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是一种矿山采石机控制系统，其中该系统包括主控单元、继电控制辅助单元、圆盘锯驱动单元、小车驱动单元和圆盘锯升降驱动单元，该主控单元与继电控制辅助单元通过控制总线连接，且该主控单元与继电控制辅助单元分别通过控制总线对应连接该圆盘锯驱动单元、小车驱动单元和圆盘锯升降驱动单元。所述主控单元包括人机界面及可编程控制器，该可编程控制器通过控制总线分别连接该人机界面、继电控制辅助单元、圆盘锯驱动单元、小车驱动单元和圆盘锯升降驱动单兀。所述人机界面设有手动控制和自动控制的切换模块。所述圆盘锯驱动单元由启动器及负载检测单元组成交流传动系统，该启动器的输出端电连接负载检测单元的输入端，且该启动器通控制总线分别连接所述可编程控制器和继电控制辅助单元；所述小车驱动单元由控制器及变频器组成交流调速系统，该控制器通过控制总线分别连接所述可编程控制器、继电控制辅助单元、负载检测单元和变频器，且所述负载检测单元、控制器和变频器构成一个闭环控制系统。所述圆盘锯升降驱动单元由变频器组成交流调速系统，该变频器通过控制总线分别连接所述可编程控制器和继电控制辅助单元。采用上述结构后，本实用新型矿山采石机控制系统具有以下有益效果一、主控单元设有整机系统的各项参数，同时显示各种工艺参数、状态、报警信息等，可对整机进行全面监控；继电控制辅助单元可以设定主令开关、行程开关、限位开关、液压泵和冷却水泵等辅助控制，以辅助矿山采石机连续、安全地进行采石切割作业；圆盘锯驱动单元控制圆盘锯的转动速度，使之转速不变以便进行矿石切割；小车驱动单元控制小车行走速度，确保小车在安全的行走速度范围内快速行走，避免园盘锯空转的比率过高以降低能耗提高效率，同时还可避免小车过快行走，确保园盘锯电机的负荷正常，使小车安全行走以免出轨；圆盘锯升降驱动单元控制园盘锯下降的深度，确保每一行程内园盘锯下降的深度，以完成切割作业；控制总线实现主控单元、继电控制辅助单元、圆盘锯驱动单元、小车驱动单元及圆盘锯升降驱动单元之间的信息传输；总之，本系统结构简洁实用，操作方便、 灵活可靠，是提升矿山采石机自动化控制水平的理想系统；二、通过人机界面以切换成手动控制或自动控制方式，在手动控制模式下，圆盘锯驱动单元、小车驱动单元及圆盘锯升降驱动单元受控于可编程控制器及继电控制辅助单元的控制；在自动控制模式下，圆盘锯驱动单元、小车驱动单元及圆盘锯升降驱动单元受控于主控单元的控制；三、利用负载检测单元检查园盘锯电机的负荷的变化情况、综合圆盘锯下降的深度等工况、自动控制小车的行走速度，在降低整机能耗、提高开采效率的同时保障安全采矿作业。
[0014]图1为本实用新型矿山采石机控制系统的框图。[0015]图中[0016]主控单元10人机界面11[0017]可编程控制器12继电控制辅助单元20[0018]圆盘锯驱动单元30启动器31[0019]负载检测单元32圆盘锯驱动轴电机M33[0020]控制线34小车驱动单元40[0021]控制器41控制线42[0022]变频器43小车驱动轴电机M44[0023]圆盘锯升降驱动单元50变频器51[0024]圆盘锯升降驱动轴电机M52控制总线60
具体实施方式
为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。本系统主要是对园盘锯切式矿山采石机械进行控制，而园盘锯切式矿山采石机械主要的电气传动包括圆盘锯转动驱动、园盘锯的升降驱动、可行走于矿山轨道上的小车驱动和辅助传动(如液压换轨和冷却水泵等)。如图1所示，本实用新型矿山采石机控制系统包括主控单元10、继电控制辅助单元20、圆盘锯驱动单元30、小车驱动单元40、圆盘锯升降驱动单元50和控制总线60。主控单元10采用触摸式人机界面(HMI) 11，设有手动控制和自动控制的切换模块、整机系统的所有参数，同时显示各种工艺参数、状态、报警信息等，可对整机进行全面监控。人机界面11利用控制总线通过通信网络与可编程控制器(PLC) 12的通信网络连接。在主控单元10的人机界面11的触摸屏上，可以选择手动控制和自动控制模式；在手动控制模式下，圆盘锯驱动单元30、小车驱动单元40和圆盘锯升降驱动单元50均受控于可编程控制器12及继电控制辅助单元20的控制；在自动控制模式下，圆盘锯驱动单元30、小车驱动单元40和圆盘锯升降驱动单元50均受控于主控单元10的控制。继电控制辅助单元20包括主令开关、行程开关、限位开关、液压泵和冷却水泵等辅助控制，以辅助矿山采石机械连续、安全地进行采石切割作业。圆盘锯驱动单元30采用交流传动降压启动方式，通过启动器31来启动圆盘锯驱动轴电机M33，并在电机M33回路中串接负载检测元件32，即启动器31的输出端电连接负载检测单元32的输入端，负载检测单元32以控制圆盘锯驱动轴电机M33，这样可以实时检测负载的变化情况，并将此变化信号通过控制线34反馈给小车驱动单元40的控制器41，并经控制总线60回到主控单元10后由人机界面(HMI) 11实时显示。 小车驱动单元40采用交流变频传动，通过控制器41、变频器43及小车驱动轴电机 M44组成一个半闭环控制系统，变频器43以控制小车驱动轴电机M44。另外，负载检测单元 32、控制器41和变频器43也构成一个闭环控制系统，控制器41接收负载检测元件32反馈的信号，并与主控单元10经控制总线60传递的信号和指令进行综合分析后，经控制线42 给变频器43指令，变频器43改变频率的大小、使小车驱动轴电机M44的转速相应变化而使小车行走速度同步快慢变化。圆盘锯升降驱动单元避50采用交流变频传动，由变频器51与圆盘锯升降驱动轴电机M52组成，变频器51以控制圆盘锯升降驱动轴电机M52。来自主控单元10的控制信号经控制总线60给变频器51指令，变频器51改变频率的大小、使圆盘锯升降驱动轴电机 M52的转速相应变化而使圆盘锯升降到设定的高度。控制总线60采用Modbus总线，实现人机界面11和可编程控制器(PLC) 12之间， 可编程控制器(PLC) 12和继电控制辅助单元20分别与启动器31、控制器41及变频器51之间，以及启动器31、控制器41和变频器43之间的信息传输。工作时，高速运转的圆盘锯通过小车驱动轮在铺设的轨道上往返运动，对矿体进行锯切，每一行程园盘锯下降一次、直至锯切到所要求的深度。由于圆盘锯转动速度不变， 调节小车的行走速度就可以控制每一次锯切的效率。如果小车的行走速度较慢、那么园盘锯空转的比率就高、能耗就大、效率就低；如果小车的行走速度较快、那么园盘锯电机的负荷较大、电机过载对园盘锯片、合金刀头不利，严重的会出现小车出轨的事故。而每一行程园盘锯下降的深度也会直接影响锯切的效率和安全。本系统可以通过检查园盘锯电机的负荷的变化情况、综合考虑圆盘锯下降的深度等工况、自动控制小车的行走速度，使整机在能耗低、开采效率高的情况下进行安全作业。本系统中，主控单元10的可编程控制器12与继电控制辅助单元20通过控制总线 60连接；可编程控制器12与继电控制辅助单元20分别通过控制总线60对应连接圆盘锯驱动单元30的启动器31、小车驱动单元40的控制器41和圆盘锯升降驱动单元50的变频器51。总之，本系统结构简洁实用，操作方便、灵活可靠，是提升矿山采石机自动化控制水平的理想系统；由于实现了园盘锯采石机械自动化作业，工人劳动强度低，开采生产具有安全保障，而且本系统可以进一步减少矿体消耗，节约资源。上述实施例和附图并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
权利要求1.一种矿山采石机控制系统，其特征在于该系统包括主控单元、继电控制辅助单元、 圆盘锯驱动单元、小车驱动单元和圆盘锯升降驱动单元，该主控单元与继电控制辅助单元通过控制总线连接，且该主控单元与继电控制辅助单元分别通过控制总线对应连接该圆盘锯驱动单元、小车驱动单元和圆盘锯升降驱动单元。
2.如权利要求1所述的矿山采石机控制系统，其特征在于所述主控单元包括人机界面及可编程控制器，该可编程控制器通过控制总线分别连接该人机界面、继电控制辅助单元、圆盘锯驱动单元、小车驱动单元和圆盘锯升降驱动单元。
3.如权利要求2所述的矿山采石机控制系统，其特征在于所述人机界面设有手动控制和自动控制的切换模块。
4.如权利要求2所述的矿山采石机控制系统，其特征在于所述圆盘锯驱动单元由启动器及负载检测单元组成交流传动系统，该启动器的输出端电连接负载检测单元的输入端，且该启动器通控制总线分别连接所述可编程控制器和继电控制辅助单元；所述小车驱动单元由控制器及变频器组成交流调速系统，该控制器通过控制总线分别连接所述可编程控制器、继电控制辅助单元、负载检测单元和变频器，且所述负载检测单元、控制器和变频器构成一个闭环控制系统。
5.如权利要求2所述的矿山采石机控制系统，其特征在于所述圆盘锯升降驱动单元由变频器组成交流调速系统，该变频器通过控制总线分别连接所述可编程控制器和继电控制辅助单元。
专利摘要本实用新型公开一种矿山采石机控制系统，包括主控单元、继电控制辅助单元、圆盘锯驱动单元、小车驱动单元和圆盘锯升降驱动单元，该主控单元与继电控制辅助单元通过控制总线连接，且该主控单元与继电控制辅助单元分别通过控制总线对应连接该圆盘锯驱动单元、小车驱动单元和圆盘锯升降驱动单元。本实用新型矿山采石机控制系统可实现矿山采石机的自动控制，开采生产具有安全保障，减少了矿体消耗，节能环保实现了“绿色建材”。
文档编号G05B19/05GK202075586SQ20112007270
公开日2011年12月14日 申请日期2011年3月18日 优先权日2011年3月18日
发明者方千山 申请人:华侨大学